ScenLoc三维数字化仿真

主要功能

（1）  建立高精度、高逼真度的全厂三维数字化模型，包括厂房及其结构、道路、设备、管道、桥架、地下管网等，如实地描述和反映设备的实体关系，实现准确的全景展示，模型精度最小可达到2mm。
（2）  实现三维可视化的关键设备资产管理；
（3）  实现三维可视化的工作流程监视；
（4）  实现三维可视化的仿真培训。

主要技术路线

（1）  对于现场、厂房、设备、道路等建模对象，基于激光点云扫描、高分辨影像等逆向工程技术，建立高逼真度的数字化三维数字化模型；
（2）  对于厂房框架、管道、桥架、地下管网等建模对象，基于数字化移交与人工建模的方式，将设计院移交的数字模型（如：AVEVA PDMS、Revit）转换成可供软件平台直接使用的三维模型；
（3）  对于其他无法精确建模的部分，基于CAD图纸逆向建模的方式，建立数字化三维模型。
 

三维图形引擎

三维引擎是指一组针对三维场景交互式应用的核心组件程序，通常包括渲染器、物理引擎、碰撞检测系统、脚本引擎、动画编辑器、人工智能、场景管理等组件。
（1）引擎功能
1）三维场景：能使得地形、模型、贴图等元素同时集中表现，并进行实时光影渲染，根据显示终端的实际硬件性能，以用户的配置参数为标准，还原虚拟现实场景；
2）数据采集：根据集成环境接入实时数据并和场景中的三维物体联动；
3）数据显示：在三维场景中实现数据显示，有两种方式：三维空间绑定与屏幕位置绑定；
4）资源管理：所有的资源文件，如模型、纹理贴图、文本、视频等，实现集中式管理；
5）动画配置：使用镜头和动作配置的方式，高效的制作动画，易于实现介质流动、设备运转等效果；
6）粒子特效：实现逼真的火焰、水流、蒸汽、电流、烟气等效果；
7）多终端显示：跨平台显示，支持移动平台、PC客户端、Web浏览器。
（2）渲染方式
支持实时渲染、批量渲染和双面渲染。通过实时的调整渲染参数，根据设备性能动态调节渲染的品质程度。可以保障在性能优秀的设备上有最好的显示效果，在性能差的设备上也能流畅运行。
（3）镜头控制
最大限度的模拟真实人眼观察效果，减轻初次接触虚拟现实三维场景的人的不适感。采用矩形旋转，欧拉旋转，四元数算法数学模型，来实现镜头控制。
（4）空间管理与视锥体剔除
整个场景分成一个个方便管理的区域，以每个区域为最小单位做视锥体剔除，作用是在空间上快速排除不需要渲染的面片，节省硬件资源。
（5）光影特效
 光线系统中天空渲染器大气散射基于Raylight/Mie散射理论，主光照系统基于光束的光线追踪，支持3D物体次表面散射和光线透入，场景中所有3D物体接受来自天空的日光。像素阴影也将会进行深度的柔化处理以达到更完美的表现。
（6）材质纹理压缩
纹理在使3D场景看起来更具有真实感，但多重纹理耗费将大量的内存，因此采取了高性能无损纹理压缩技术减少资源损耗。
（7）物理仿真
三维图形引擎集成了物理引擎，可以通过物理引擎高效、逼真地模拟刚体碰撞、液体流动、铰链连接等物理效果，使三维画面更加真实和生动。

实例

图1 厂区全景三维模型实例


图2 锅炉房三维模型实例之一


图3 汽机房三维模型实例之一



图4 翻车机室三维模型实例